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金沙游戏电子ASML:从飞利浦弃儿到光刻之王

发布时间:2023-12-21 13:58:31人气:

  克日,荷兰光刻机巨头ASML公告:其联席总裁兼首席推行官皮特·温宁克 (Peter Wennink)及联席总裁兼首席手艺官马丁·范登布林克(Martinvanden Brink)将于 2024年4月24日退息。现任首席商务官兼管造委员会成员克里斯托弗·富凯(Christophe Fouquet)将或者会成为公司的下一任总裁兼 CEO——当然,这还必要进程2024年4月24日的年度股东大会的最终容许。

  温宁克和范登布林克从2013年接任ASML的总裁,至今一经十年。这十年,是ASML造造从此最光泽的十年。正在这个时光点上,回来一下这家公司从几近崩溃的幼公司生长为业界巨头的进程,长短常用旨趣的。

  要讲ASML的故事,咱们有须要先花点篇幅来先容少许与光刻手艺及光刻圈套联的后台学问。

  苛峻来说,咱们将这项手艺称为“光刻”是有误导性的。它并不是像许多人设思的那样用激光正在硅片上刻图,而更像是一种摄影曝光和印刷手艺的组合。

  光刻的英文是Photolithography,从构词上容易看出,这个词脱胎于Lithography,即“石版印刷术”。

  “石版印刷术”的闭键之处正在于用化学的本事正在要画的图案上涂上油墨,而让其他地方维系空缺。与之仿佛的,光刻的闭键则正在于用化学的本事保存硅片中必要的片面,而去掉其他的片面。所差异的是,正在“石版印刷术”中,人们用的是油脂、树胶和水来达成这一点,而正在光刻进程中,人们则是通过光和光刻胶来达成。

  大多分明,芯片的创造进程很大水准上是一个正在硅片上镌刻出庞大电道的进程。效尤石版印刷的思绪,可能先正在硅片上画上思要的图案,并将它保存下来。为了到达这一点,咱们必要先正在硅片上涂上一层含有光致敏剂的光刻胶。然后再借用光学手艺将带电道图的掩膜(mask)按比例缩幼后投射到硅片上。正在光照到的地方,光刻胶就会出现改观,酿成一道爱戴层。正在进程曝光之后,就可能用含氯或氟的气体对硅片举行蚀刻(Etching)。如许,有爱戴层的地方的硅就会保存下来,而其余片面的硅则会被腐蚀掉,咱们必要的电道就被刻到了硅片上。

  从史籍上看,光刻手艺产生的时光比芯片还要早。1955年,贝尔试验室的科学家卡尔·弗洛希(Carl Frosch)和林肯·德里克(Lincoln Derick)展现了一种对硅扩散举行表观爱戴和采用性樊篱的手艺。这种手艺正在硅的表观天生凝结态的氧化膜,并正在其上面蚀刻出窗口图形。如许,杂质原子就只可够从窗口扩散到硅衬底中去,而笼罩了氧化膜的硅则会被爱戴起来。1957年,物理学家杰伊·拉特罗普(Jay Lathrop)和詹姆斯·纳尔(James Nall)通过改造的显微镜反射光后,得以将庞大的电道图缩幼投射到硅片上。正在颁发闭于这项手艺的论文时,拉特罗普和纳尔将它定名为Photolithography——很明显,正在定名时,他们负责将这种手艺和迂腐的石版印刷手艺举行了类比。用趣味的是,厥后拉特罗普曾以为这个名字用得并失当贴,由于本相上正在加工进程中起效用的是“蚀刻”而非印刷,但这个名字是这样灵活而深切人心,因此厥后不断被沿用了下来金沙游戏电子ASML:从飞利浦弃儿到光刻之王。

  跟着半导体家当的振起,光刻这种便捷、适用的硅片加工手艺的需求变得越来越大,于是贸易化的光刻机就有了它的墟市。1961年,美国地球物理公司(Geophsical Corporation of America,简称GCA公司)的子公司大卫·曼恩公司(David Mann)造出了宇宙上*台商用光刻机——971型光刻机。固然从现正在的角度看,这台光刻机的职能存正在着许多不够,但正在当时,它一经可能很好地知足业界的必要。以是,囊括IBM、德州仪器,以及飞利浦公司正在内的半导体家当筑设企业都争相采购这款光刻机,GCA也以是取得了庞大的贸易获胜。从此首先,光刻机自身也酿成了一个独立的家当。

  回到ASML的故事。举动一家独立的公司,ASML造造于1984年。但正在它独立之前,其前身飞利浦公司的物理试验室(简称Natlab)却一经与光刻机打了数十年的交道。

  1962年末,Natlab的一个查核团赴美国观赏了贝尔试验室。观赏岁月,贝尔的探讨职员向他们呈现了本人开拓的半导体芯片。这些芯片的精密做工让查核团的成员们咋舌不已。查核团成员、Natlab的主任皮特·哈依曼(Piet Haaijman)将一块芯片带回了欧洲,并让试验室的探讨职员好好对其举行探讨。一位刚入职不久的探讨员弗利茨·克洛斯特曼(Frits Klostermann)正在通过显微镜精确考查了这枚芯片后,感慨这个幼幼的元件的确就像一只“闪灼着彩虹般光明的奇怪虫豸”。

  不久后,克洛斯特曼被调到了试验室的光化学探讨幼组。这个幼组的职责是为飞利浦开拓光刻机。1963年5月,飞利浦从大卫·曼恩公司重金购入了一台1080型光刻机。举着手艺任事职员,克洛斯特曼对这架机械举行了拼装。通过这番履行,他精确解析了这款优秀机械的构造,也展现了它的各式缺陷,这些都为未来后开拓光刻机奠定了基本。不久之后,他又举动采购职员拜望了美国多家光刻机厂,对当时各式优秀光刻机的手艺特质举行了深切的解析。

  1966年,克洛斯特曼终究获准自行研发光刻机。1967年,他就做出了一台反复曝光光刻机的原型机,并将其正在Natlab的博览会上展出。缺憾的是,当时飞利浦的高层并不偏重这个首要的研发劳绩。以来,Natlab正在光刻机的研发上还博得了许多功效。但缺憾的是,因为公司的高层对光刻机项目并不偏重,导致这些探讨劳绩没能很好地转化为实际的产物,更无法转化为经济收益。

  上世纪80年代初,飞利浦自己的财政状态陷入逆境,出于降本增效的探讨,就设计出售其光刻机等非重心交易。起先,飞利浦的铺排是让某个大型的光刻机厂商来“接盘”,但几个闭联至公司都没任何兴会。

  这个时刻,一家名不见经传的公司“优秀半导体质料国际有限公司”(Advanced Semiconductor Materials International Ltd.,简称ASM)产生了。ASM的创始人阿瑟·德尔·普拉多(Arthurdel Prado)出生于印尼,其父母都是荷兰人。“二战”时,他曾被闭入集结营。奋斗竣过后,他回到荷兰,并研习了经济学和化学。随后,又赴美正在哈佛商学院举行了深造。从哈佛结业后,他游历了硅谷,目击了半导体家当的昌盛开展,就回到荷兰举行创业。正在他传说飞利浦用意出让光刻机交易后树胶,曾多次找上门试图寻求合营,然而,飞利浦又岂会看得起这家新创的幼公司?是以,这个合营不断没有获胜。

  1983年,飞利浦的光刻机交易已几近山穷水尽金沙游戏电子。就正在这时,飞利浦科学与工业部(S&I)的手艺董事乔治·德·克鲁伊夫正在报纸上看到了一篇先容ASM的报道。他展现,今朝的ASM早已不是当初主动上门来求合营的那家幼作坊,一经成为了一家正在美国纳斯达克上市的至公司。于是,他即速向公司高层申报,显露可能实验和德尔·普拉多叙一下。早已为财政逆境烦懑不已的飞利浦高层此时也顾不得自持,即刻就订交了这个提议。

  两边很疾决议了合营计划:由飞利浦和德尔·普拉多分辨出资210万美元,造造一家新的公司,两边正在新公司各占50%的股份。这家新的合伙公司被定名为“优秀半导体质料光刻公司”(Advanced Semiconductor Material Lithography),也便是厥后鼎鼎学名的光刻巨头ASML。

  正在ASML造造之初,它的日子异常欠好过。这时的半导体芯片江湖一经进入了一个新的时间。从上世纪70年代末首先,日本的半导体家当首先正在通产省的家当计谋撑持之下敏捷开展,日立、三菱、富士通、东芝、日本电气等企业强势兴起,成为所有芯片行业内举足轻重的脚色。与此同时,尼康、佳能等企业则首先进入光刻机的出产队伍,并仰仗质优价廉将老牌的美国光刻机厂商打得节节败退。

  与当时野蛮成长的日本光刻机厂商比拟,复活的ASML的确不够一提。这家新公司的最初员工总共只要47人,都是从飞利浦的Natlab“优化”而来的,从来就没什么斗志。他们的办公室被支配正在飞利浦大厦前的浅易木棚房内,可谓一番破败景色。

  若何能力让这个新公司达成破局呢?德尔·普拉多以为,最首要的是要找一个靠谱的CEO。那么,谁能力胜任,而且允许出任这个身分呢?猎头向他引荐了贾特·斯密特(Gjalt Smit)。

  斯密特是一位充满激情、热爱自正在的人物金沙游戏电子。他是磁流体工程学硕士和天体物理博士,并曾正在欧洲航天局管事。看待飞利浦来说,他原来不算新人。由于正在1969年时,他曾参与这家公司,但不久后,就因受不了公司的政客态度而褫职脱离。此时,他的身分是美国电话电报公司驻荷兰的发卖担负人。正在过去的四年中,他的管事极端精美,帮帮公司博得了当局的巨额订单。当德尔·普拉多见到斯密特后,即刻就被斯密特发挥出的贸易直觉所吸引,以为他便是本人要找的人。倒是斯密特正在传说飞利浦吞噬ASML的一半股份后,显露出了彷徨。他对德尔·普拉多说,他钦佩飞利浦的手艺,但正在贸易和营销上,那里是一团糟。然而,德尔·普拉多早已认准了斯密特便是对的人,他很疾说服飞利浦方面,让斯密了得任ASML的CEO,而斯密特正在一番推托之后也最终授与了这个身分。

  何如能力让ASML敏捷兴抖擞来呢?斯密特以为,最首要的打破口是要尽疾找到客户。为了寻找客户,他于1984年5月底来到了美国加州圣马特奥插手西部半导体博览会(SEMICON West),并看望了多家芯片巨头。看望的结果让他衰颓。简直通盘的芯片巨头都显露,他们正在采用光刻机供应商时会异常正在乎对方的发卖量。源由很简陋:看待操纵者而言,光刻机的售后维修和爱护是极端首要的,而只要那些发卖量到达肯定周围的光刻机厂商才有或者累赘起专业的售后团队——本相上,日本光刻机厂商之是以可能正在短时光内抢到庞大的墟市份额,便是由于它们有极为杰出的售后任事。然而,这通盘对仍处正在一贫如洗阶段的ASML来说,明显是难以企及的。

  然而,通过和芯片巨头们的交叙,他也展现了一个首要的音信:当时,芯片一经从大周围集成电道(LSI)开展到了超大周围集成电道(VLSI),芯片线微米以下。倘使遵从摩尔定律,那么正在两年之后,芯片的筑设就恳求可以达成0.7微米以下的成像,但囊括尼康、佳能、CGA正在内的通盘光刻机当时都还不行到达这一精度。

  斯密特理解到,倘使ASML可能弯道超车,率先达成这种新光刻机的出产,就可能获胜正在墟市上站住脚。依照ASML工程师们的计算,思要正在两年内开拓如许一个新光刻机,加入的本钱约莫必要1亿美元,正在他们看来,ASML的董事会明显不会容许这么大的一笔加入。这时,斯密特的发卖履历就阐发了效用。仰仗着他的三寸不烂之舌,董事会竟极端不测地订交了这个计划,而且让飞利浦和ASM先各拿出150万美元来举动*笔资金。

  取得了董事会的撑持之后,斯密特即刻启动了铺排。他预先将新产物的名字定为PAS2500,并铺排正在1986年的西部半导体博览会上呈现新的机械。

  正在斯密特的率领之下,正本一团散沙的ASML团队终究从新燃起了斗志。然而,这时刻,墟市的状况产生了改观。跟着经济的阑珊,芯片筑设商们正在购置光刻机时变得越来越留心。这让斯密特理解到,倘使完整把宝押正在两年后的PAS2500上,ASML或者早就倒闭了。为了提早掀开事势,他们务必先拿出一款过渡性的产物。

  正在ASML工程师焚膏继晷的勤奋之下,过渡性子的PAS2400仅用了半年就出产了出来。相看待当时市道上主流光刻机实用的液压机台,PAS2400采用了Natlab的电动机台,从而可能让光刻进程中的调理愈加凿凿。

  1985年,斯密特带着PAS2400来到了西部半导体博览会举行呈现。正在展会上,PAS2400的发挥异常精美,所有展会岁月,不断平常运作。比拟之下,其他光刻机厂商演示的产物却往往产生各式题目。但纵然这样,并没有任何订单正在会上完成。

  进入1986年,ASML的运气类似终究迎来了拐点。当年年头,它终究迎来了本人的*个客户——一家叫MMI的幼型芯片筑设商,它购置了几台PAS2400金沙游戏电子。如许,ASML终究达成了发卖上的零的打破。

  当年5月,PAS2500也终究开拓竣事。当斯密特带着PAS2500来到西部半导体博览会上时,这款新产物即刻吸引了人们的留神。赛普拉斯(Cypress)公司的CEO正在看过PAS2500后,对其职能显露异常中意,并显露出了购置意向。然而金沙游戏电子,他的要求是恳求ASML买少许本人公司的股票,以确保两边的便宜绑定。如许,倘使ASML的光刻机出了题目,它本人也会受到失掉。遵从公司的法则,这有些艰难。但看待变通的斯密特来说,这并不是题目,他指示公司的CFO很疾向NMB银行贷款处置了股份购置的资金。

  斯密特还思要更多。此前,AMD的创始人杰瑞·桑德斯(Jerry Sanders)曾埋怨美国产的光刻机质地太差,因此不得不购置日本的产物。斯密特分明此过后,立马让人正在报纸上登告白向桑德斯“表明”说:“咱们听见了你的线年的西部半导体博览会上,斯密特又亲身带着原料找到了桑德斯,向其兜销PAS2500。桑德斯对PAS2500异常感兴会,但正在结尾一刻决议没有购置,源由是行业欠好,AMD也缺钱。

  戏剧性的是,正在一年之后,通盘又峰回道转,AMD主动找到了ASML恳求购置光刻机。源由很离奇:AMD收购了MMI,正在盘货其固定资产时,展现MMI购置的其他品牌光刻机一经不行再操纵,而那几台PAS2400却如故平常管事。就如许,ASML终究靠本人过硬的质地取得了AMD。

  然而,当ASML正正在向好的偏向更动时,斯密特的位子却变得摇摇欲坠金沙游戏电子。纵然一经取得了一片面订单,但因为前期的巨量加入,ASML亏本首要,这让两家母公司不胜重负,就连德尔·普拉多也首先埋怨ASML的无终点烧钱。就正在这个时刻,德国的Leybold Heraeus公司向斯密特掷出了橄榄枝,于是他就很见机地从ASML主动褫职了。

  从史籍的角度看,斯密特是ASML史籍上绕然而去的一个脚色。恰是他率领ASML走过了最艰难的韶华,也是他为ASML注入了诚心忠心、用手艺上风来攻下墟市的公司心灵。

  1988年春季金沙游戏电子,ASML一经发不出工资,最终靠飞利浦加入的130万美元才造作渡过了难闭。更为倒霉的是,ASM也被ASML的无终点烧钱拖垮了。为了避免公司崩溃,ASM不得不从ASML撤资,其正在ASML中的股份与债务由飞利浦经受。

  就正在ASML简直走到山穷水尽的时刻,一笔大单却不测地从天而降了:刚造造不久的台积电要购置17台新的PAS2500。坦荡说,这笔订单多少有些相干性子。台积电造造时,飞利浦曾通过手艺入股的形式取得了其27.5%的股份,因此从某种旨趣上讲,台积电和ASML有“兄弟”相干——然而,这种相干也有坏处,由于它正在很大水准上羁绊了ASML和台积电的商讨空间。1988年末,当台积电的复活产线将近安顿完毕时,不测境遇了一场大火,大量原先向ASML订购的PAS2500由此受损。以是,台积电发来了新机械的订单。然而,许多正在这场失火中受损的机械原来被破损水准异常幼,因此ASML实质上是接管了大批机械,并捏造多了一大笔订单。因为有了这笔订单,ASML正在光刻机墟市上的份额推广到了15%。

  但ASML先前倾泻了庞大血汗的PAS2500并没有如预期的那样受墟市迎接。到1989年年中,ASML的墟市份额从新跌回了6%,正在闭键光刻机厂商中位列倒数第二。而如许的源由,很大水准上是跟着芯片需求的推广,芯片筑设商必要加工的晶圆规格一经从6英寸推广到了8英寸,但囊括PAS2500正在内的通盘型号ASML光刻机还不行加工8英寸的晶圆。正在如许的状况下,要达成根蒂破局,就务必尽疾搞出新产物。

  这个困苦的职责落到了范登布林克——也便是本文首先提到的那位即将辞任的首席手艺官身上。举动新机械的架构策画师,他被敕令要正在三个月内拿出新机械的计划。临危受命的他为了赶时光,畅快正在公司对面的司帐师事情所找了一间沉寂的房间,正在内中焚膏继晷地举行管事,终究赶正在刻日拿出了新机械PAS5500的计划。

  和墟市高超行的通盘光刻机都差异,PAS5500是一台模块化的光刻机,它的组件可能调动。因为光刻机的操纵损耗异常大,是以正在过去的具体架构下,芯片厂商往往会因一个零件的损坏而调动一整台光刻机,而PAS5500的策画明显可能处置这个题目。

  固然PAS5500的策画很疾竣事了,但*台机械的交货却是1991年的事了。正在这中央,ASML打点了多量供应链方面的题目。*台机械的买家是IBM,这时它一经是环球*的半导体筑设商,ASML的发卖团队进程了很大的勤奋,才敲开了它的大门。本相说明,当获胜地把好的产物卖给如许的买家时,ASML的希望就线年,ASML的营收一经畴昔一年的8100万美元上升到了1.19亿美元,固然因为前期研发的巨量加入,总体上如故是亏本,但幅度一经大大收窄。从1993年首先,ASML的收入就产生了飞速伸长,利润也首先转正。

  1995年,ASML获胜正在纳斯达克上市。到此为止,这家一度濒临崩溃的公司一经生长为真正的光刻机巨头了。

  那么,ASML又是若何最终超越尼康、佳能等日本的光刻巨头,最终加冕为光刻*的呢?这原来多少有一点偶尔的因素。

  正在光刻机行业中,有一个首要的“瑞利法例”(Rayleigh Criterion):光刻机可能打点的临界尺寸与操纵光源的波长成正比,与数值孔径成反比。跟着芯片行业的开展,筑设商们必要打点的电道尺寸越来越幼,因此对光源的波长恳求也就越来越高。

  从上世纪末首先,光源的波长不断被卡正在了193纳米。那么,何如能力取得更短波长的光源呢?当时,台积电的林本坚提出了一个计划,将晶圆的光刻胶上推广1毫米厚的水,从而将193纳米的光折射成134纳米的光。基于这一道理,他提出了浸入式光刻机的构想。因为台积电和ASML的“亲缘”相干,以及过去的永远合营,是以正在这个构想提出后,机械的筑设管事就天然交给了ASML。

  固然浸入式光刻机的构想异常奥妙,但从工程角度看,它并不难竣事。ASML很疾就遵从策画筑设出了134纳米波长光源的浸入式光刻机,并仰仗这台筑立一举打败了尼康。纵然简直同时,尼康进程研发,也打破了193纳米的闭口,开拓出了157纳米波长光源的光刻机,但墟市是残酷的。囊括IBM、英特尔正在内的许多大客户丢掉尼康,转投ASML。

  但ASML并没有知足。为了坚固位子,它正在开拓浸入式光刻机的同时,就一经向极紫表光源,也便是EUV倡导了挑拨。正在这个阶段,ASML的运气可谓爆棚。当时,美国事最热心EUV研发的国度,以英特尔为代表的少许企业造造了一个EUV同盟,许多与之闭联的手艺和专利来自于这个同盟。但因为美国和日本之间生意相干的恶化,是以日本企业被倾轧正在了这个同盟以表。比拟之下,ASML固然也是表国公司,但探讨到其人畜无害的情景,是以被接管到了这个同盟当中。

  ASML正在这个同盟中取得了许多有效的音信,并很疾试探出了一种新的EUV出现本事:用激光轰击锡珠,让其化为等离子态,从而出现EUV。基于这个本事,ASML于2010年推出了*台EUV样机。

  然而,将样机变为可能发卖的商品还必要许多加入,预期的加入或者到达每年10亿欧元,以ASML的财力并没有才略孤单竣事这通盘。为解析决这个题目,它邀请了英特尔、三星和台积电入股配合研发。终究,正在2013年,量产的EUV光刻机NEX:3300B面世了——也就正在这一年,温宁克和范登布林克接过了公司的指导权。以来,正在这两位联席总裁的指导下,ASML接连高歌大进,于2017年推出了TWINSCANNXE:3400B,将光刻机的造程(即最幼的电道栅格间隔绝)从7纳米推到了5纳米。而由此,ASML的光刻霸主位子也最终确定。

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